Trước khi chuột máy tính xuất hiện, con người ra lệnh cho máy tính chủ yếu bằng bàn phím, thẻ đục lỗ và những dòng lệnh khô khan. Muốn chọn một mục hay sửa một đoạn văn, người dùng phải nhớ cú pháp. Chuột thay đổi quan hệ ấy bằng một cử chỉ rất người: đưa tay tới đâu, con trỏ đi theo tới đó.

Nguồn gốc và hành trình ra đời

Câu chuyện bắt đầu tại Viện Nghiên cứu Stanford, thường gọi là SRI, nơi kỹ sư Douglas Engelbart theo đuổi tham vọng lớn: chế tạo hệ thống giúp con người tăng cường trí tuệ và cộng tác xử lý vấn đề phức tạp. Trong tầm nhìn ấy, màn hình không chỉ hiển thị kết quả tính toán mà trở thành không gian làm việc, nơi văn bản sửa được trực tiếp, các ý tưởng liên kết với nhau và nhiều người cùng làm việc từ xa.

Engelbart phác thảo một thiết bị cầm tay di chuyển trên mặt bàn. Kỹ sư Bill English biến phác thảo thành nguyên mẫu đầu tiên vào năm 1964: vỏ gỗ, hai bánh xe đặt vuông góc để ghi nhận chuyển động theo trục ngang và trục dọc, cùng một nút bấm. Sợi cáp phía sau khiến nhóm liên tưởng tới chiếc đuôi, và cái tên "mouse" ra đời từ biệt danh trong phòng thí nghiệm.

Ngày 9 tháng 12 năm 1968, Engelbart trình diễn hệ thống NLS trước khoảng một nghìn chuyên gia tại San Francisco. Buổi diễn kéo dài khoảng 90 phút, sau này được gọi là "The Mother of All Demos" — buổi demo mẹ của mọi buổi demo. Trong một sự kiện, khán giả thấy chuột máy tính, cửa sổ trên màn hình, siêu văn bản, xử lý văn bản, hội nghị truyền hình và chỉnh sửa cộng tác theo thời gian thực. Bằng sáng chế cho thiết bị mang tên kỹ thuật "thiết bị chỉ thị vị trí X-Y cho hệ thống hiển thị" được nộp năm 1967 và cấp năm 1970. Nhưng chuột chỉ thật sự rời phòng thí nghiệm khi Xerox PARC phát triển máy Alto trong thập niên 1970, rồi Apple đưa nó vào Lisa năm 1983 và Macintosh năm 1984.

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý cốt lõi của chuột là chuyển chuyển động vật lý trong mặt phẳng hai chiều thành chuyển động tương ứng của con trỏ. Ở nguyên mẫu của Engelbart, hai bánh xe vuông góc ghi lại thành phần chuyển động theo hai trục. Máy tính kết hợp hai tín hiệu ấy để biết con trỏ phải đi theo hướng nào và bao xa.

Thiết kế bi lăn phổ biến sau đó giữ nguyên ý tưởng nhưng thay hai bánh xe bằng một quả bi nặng bên trong. Quả bi chạm vào hai con lăn đặt vuông góc, các con lăn nối với cơ cấu mã hóa biến vòng quay thành xung điện. Cách này giúp chuột trượt êm hơn, dù người dùng thời đó phải thường xuyên tháo bi ra vệ sinh bụi bẩn.

Chuột quang và chuột laser hiện đại loại bỏ gần như toàn bộ bộ phận cơ học. Một cảm biến nhỏ liên tục chụp bề mặt phía dưới, so sánh các khung hình liên tiếp để suy ra hướng và quãng đường di chuyển. Thông số DPI cho biết độ nhạy của thiết bị. Nút bấm, bánh xe cuộn và kết nối không dây đều là lớp tiện ích xây trên nguyên lý gốc: biến ý định của bàn tay thành tọa độ trên màn hình.

Tác động và quá trình phát triển

Chuột giúp giao diện đồ họa trở nên dễ học. Thay vì ghi nhớ hàng trăm lệnh, người mới có thể nhìn thấy thư mục, cửa sổ, biểu tượng và menu rồi trực tiếp thao tác lên chúng. Đây là bước đệm để máy tính cá nhân thoát khỏi nhóm chuyên gia, đến với nhân viên văn phòng, học sinh, nghệ sĩ và gia đình. Nhấp đúp, kéo thả, chọn vùng văn bản hay vẽ bằng phần mềm đồ họa đều dựa trên khả năng trỏ chính xác mà chuột mang lại.

Hành trình thương mại của chuột cũng cho thấy phát minh lớn không luôn sinh lợi cho người tạo ra nó. Bằng sáng chế thuộc về SRI và hết hạn trước khi thị trường máy tính cá nhân bùng nổ. Xerox cải tiến chuột bi cho Alto; Apple đơn giản hóa thành chuột một nút cho Macintosh; Microsoft và nhiều hãng khác phổ biến chuột hai nút và bánh xe cuộn trong thế giới PC.

Theo thời gian, chuột quang thay chuột bi, chuột không dây giải phóng mặt bàn, chuột công thái học giảm mỏi cổ tay và chuột chơi game đạt độ chính xác rất cao. Dù bàn di cảm ứng và màn hình cảm ứng đã giành một phần đất diễn, chuột vẫn giữ vị trí riêng trong các công việc cần độ chính xác như thiết kế, dựng phim và lập trình.

Sự thật thú vị ít người biết

  • Trong bằng sáng chế, Engelbart không dùng từ "mouse"; tên chính thức của thiết bị là "X-Y position indicator for a display system".
  • Chuột nguyên mẫu năm 1964 do Bill English chế tạo có vỏ gỗ làm thủ công tại xưởng của SRI, rất xa hình ảnh phụ kiện nhựa sản xuất hàng loạt ngày nay.
  • Bill English sau này sang Xerox PARC và tiếp tục cải tiến ý tưởng bằng chuột bi cho máy Alto.
  • SRI từng cấp phép công nghệ chuột cho Apple với khoản tiền được nhiều tài liệu nhắc đến là khoảng 40.000 đô la, con số khiêm tốn so với tầm ảnh hưởng toàn cầu của thiết bị.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Steve Jobs hoặc Apple phát minh ra chuột máy tính." Apple đóng vai trò quyết định trong việc phổ biến chuột qua Lisa và Macintosh, nhưng ý tưởng, nguyên mẫu và buổi trình diễn công khai đầu tiên thuộc về nhóm của Douglas Engelbart tại SRI từ thập niên 1960. Xerox PARC là cầu nối quan trọng trước khi Apple thương mại hóa thành công.

Hiểu lầm: "Engelbart trở nên giàu có nhờ bằng sáng chế chuột." Thực tế gần như ngược lại. Bằng sáng chế thuộc về tổ chức nghiên cứu và hết hạn trước kỷ nguyên máy tính cá nhân bùng nổ, nên Engelbart không nhận được tiền bản quyền tương xứng với ảnh hưởng của phát minh.

Nguồn tham khảo